Введение к работе
Актуальность темы
Несмотря на раннюю диагностику и адекватное применение антибиотиков, смертность от сепсиса остается чрезвычайно высокой и достигает по разным оценкам 50-80% от числа заболевших [Dellinger R.P., et al., 2008]. При этом вероятность неблагоприятного исхода при сепсисе у онкологических больных на 30% выше, чем у пациентов без онкологической патологии [Angus D.C., et al., 2001].
В настоящее время сепсис рассматривается не только как результат прямого действия микроорганизмов на макроорганизм, но и как следствие существенных нарушений иммунной системы, проходящих в своем развитии путь от избыточной фазы гипервоспаления к состоянию иммунопаралича. Таким образом, организм является активным участником деструктивного, а точнее — аутодеструктивного процесса. Это обусловлено гиперпродукцией эндогенных факторов, которые инициируют и поддерживают системную воспалительную реакцию (СВР), развивающуюся в ответ на контакт с микроорганизмами или их компонентами, приводя к полиорганной недостаточности (ПОН). Опубликованные данные, характеризующие иммунологический статус онкологических больных, свидетельствуют о повышении при сепсисе концентраций широкого спектра сывороточных цитокинов – IL-1, IL-6, IL-2, TNF, IL-8, IL-10 [Lin W., Karin M., et al., 2007, Barber M.D., et al., 1999]. Указанная гиперцитокинемия неизбежно приводит к нарушению функциональной активности клеток–эффекторов врожденного иммунитета (натуральные киллеры, нейтрофилы, макрофаги), в результате чего наблюдается либо ареактивность, либо неоправданная агрессивность эффекторов иммунитета [Mokart D.,et al., 2005]. В этой связи, есть основания полагать, что ранняя идентификация маркеров нарастания СВР может уменьшить риск развития послеоперационных осложнений и обусловленной ими смертности.
В последние годы накопились данные, свидетельствующие о целесообразности включения методов экстракорпоральной детоксикации (ЭКД) в комплексное лечение сепсиса. В частности, имеется большое количество сообщений о благоприятном влиянии на состояние больных с сепсисом гемосорбции [Ala-Kokko T.,et al. 2010, Tetta C., et al. 2003, Mikhalovsky S.V., 2003]. Эта процедура не только способствует улучшению реологических свойств крови, но и значительно снижает концентрацию факторов воспаления (эндотоксина, цитокинов) в системном кровотоке [Peng Z.Y.,et al., 2008, Ronco C., et al., 2000]. Кроме того, имеются отдельные данные о том, что некоторые сорбенты способны прочно иммобилизировать на своей поверхности бактериальные клетки [Choi J.-W.,et al., 2007]. Современные достижения в области разработки новых и модификации предложенных ранее сорбентов привели к тому, что гемосорбция (ГС) на сегодняшний день имеет ряд преимуществ перед другими неселективными методами ЭКД (плазмаферез, плазмофильтрация) при лечении сепсиса [Mikhalovsky S.V., 2003]. Выпускаемые в настоящее время колонки для ГС (Adsorba, Gambro; Hemosorba, Asahi Medical) в основном содержат модифицированный гранулированный активированный уголь (ГАУ) – неселективный сорбент, характеризующийся большой сорбционной емкостью [Yusufu M.I., et al., 2012]. Однако, несмотря на доказанную способность элиминации угольными сорбентами широкого спектра токсинов, целесообразность их применения при сепсисе до настоящего времени остается дискуссионной.
Все вышеизложенное указывает на необходимость поиска новых сорбентов, эффективных при лечении больных с сепсисом за счет удаления из системного кровотока пациента наряду с бактериальными экзо- и эндотоксинами избытка медиаторов воспаления. Представляется, что одним из перспективных направлений работ по данной проблематике является использование в качестве основы устройств для ЭКД сверхсшитых полистиролов ряда Стиросорб и ферримагнитных сорбентов, которые способны элиминировать из физиологических жидкостей различные биологически активные молекулы [Bhaumika M., et al., 2011, Saha B., et al., 2010, Kellum J.A., et al., 2004].
Цель исследования: экспериментально обосновать целесообразность применения методов экстракорпоральной детоксикации при лечении онкологических больных с сепсисом и провести сравнительную характеристику перспективных гемосорбентов.
Задачи исследования.
-
Исследовать гуморальный и клеточный иммунитет онкологических больных с синдромом системной воспалительной реакции (ССВР) для выявления диагностических и прогностических маркеров сепсиса.
-
Оценить роль бактериального липополисахарида в инициации каскада системной воспалительной реакции и полиорганной недостаточности.
-
Изучить влияние экстракорпоральной детоксикации на иммунологические параметры и сывороточный уровень бактериального эндотоксина у онкологических больных с сепсисом.
-
Провести оценку физических свойств, гемосовместимости, сорбционных свойств образцов новых сорбентов на основе оксида железа и сверхсшитого полистирола ряда Стиросорб в сравнении с коммерческими сорбентами на основе активированного угля.
-
Создать макет экспериментальной колонки для терапии больных с сепсисом на основе сорбента, признанного наиболее перспективным по результатам сравнительных исследований различных образцов.
-
Оценить перспективность использования нового экспериментального сорбционного устройства для экстракорпоральной детоксикации онкологических больных с органной недостаточностью на фоне сепсиса.
Научная новизна
Впервые проведено комплексное исследование динамики уровня в крови бактериального липополисахарида (LPS), широкого спектра цитокинов и их рецепторов, функциональной активности лейкоцитов (NK-активности, фагоцитоза), а также основных клинических (температура тела, объем вазопрессорной поддержки, артериальное давление) и лабораторных (газовый состав, концентрация лактата, прокальцитонина, лейкоцитов в венозной крови) параметров на фоне селективной и неселективной гемосорбции онкологическим больным с сепсисом.
Впервые проведено изучение гемосовместимости различных образцов полистирольных (Стиросорб 414, Стиросорб 514, Стиросорб 516) и ферримагнитных (Fe2O3, магнетит немодифицированный и с модификацией поверхности углеродом или серебром) сорбентов.
Впервые оценена интенсивность элиминации бактериального LPS и широкого спектра рекомбинантных цитокинов человека сорбентами ряда Стиросорб (Стиросорб 414, Стиросорб 514, Стиросорб 516) из 0,9% раствора хлорида натрия.
Получены новые данные о торможении колониеобразования различных микроорганизмов после контакта с полистирольными и ферримагнитными сорбентами.
Впервые был проведен сравнительный анализ эффективности удаления из крови бактериального LPS, широкого спектра цитокинов, дрожжевых грибов, а также стимуляции гемолиза и агрегации тромбоцитов в результате перфузии через макеты колонок с сорбентами Стиросорб 514, MMN200 и ГАУ.
Впервые проведены испытания, подтвердившие высокую эффективность применения устройства на основе Стиросорб 514 для экстракорпоральной детоксикации собак с онкологической патологией, осложненной органной недостаточностью на фоне сепсиса.
Научно-практическая значимость
Результаты исследования позволяют расширить представления об иммунопатогенезе сепсиса у онкологических больных.
Установлено, что в качестве диагностических маркеров тяжелого сепсиса и септического шока у онкологических больных могут использоваться IL-6, IL-10 и IL-18, а IL-8, IL-10 и sR IL-1 II для прогноза состояния больных по показателю 28-дневной летальности. Показано, что нарастание экспрессии CD11b на мембранах лейкоцитов наряду с понижением экспрессии CD95 на фоне лейкоцитоза и снижения значения соотношения CD4/CD8 являются прогностическими факторами развития сепсиса у онкологических больных.
Проведенное исследование позволило оптимизировать методы экстракорпоральной детоксикации онкологических больных с послеоперационными осложнениями и обосновать рациональность применения гемосорбции в комплексной терапии сепсиса.
Разработан и апробирован на собаках с системной воспалительной реакцией и ПОН макет гемосорбционной колонки на основе сорбента Стиросорб.
Полученные результаты могут служить основанием для внедрения в практику здравоохранения применения новых эффективных сорбентов ряда Стиросорб и устройств для экстракорпоральной детоксикации на их основе.
Основные положения, выносимые на защиту:
для уточнения диагноза и прогноза развития септических осложнений у онкологических больных в послеоперационном периоде целесообразна оценка иммунологических параметров крови и сывороточного уровня бактериального липополисахарида;
применение экстракорпоральной детоксикации, направленной на удаление из циркулирующей крови бактериальных липополисахаридов, при эндотоксемии является патогенетически оправданной составляющей комплексной терапии онкологических больных с сепсисом для предупреждения развития полиорганной недостаточностью;
дополнение комплексной терапии онкологических больных с сепсисом курсом процедур гемосорбции с использованием LPS-адсорбера (Alteco, Sweden) и углеродных картриджей (Adsorba, Sweden) способствует нормализации иммунологических параметров крови, снижению уровня эндотоксемии, и тяжести состояния пациентов;
создан макет устройства для экстракорпоральной детоксикации на основе бипористого сорбента Стиросорб 514 из сверхсшитого стирола;
устройство для гемосорбции на основе Стиросорб 514 в сравнении с углеродным картриджем обладает лучшей гемосовместимостью и способствует более эффективной элиминации из циркулирующей крови микроорганизмов и их токсинов, избытка цитокинов, билирубина, мочевины и креатинина.
Апробация работы
Положения диссертации были доложены на Международных конференциях Sepsis 2009 11-14 ноября 2009 года, Амстердам, Нидерланды; Sepsis 2010 1-3 сентября 2010 года, Париж, Франция; MASCC/ISOO 2010 International Symposium «Supportive Care in Cancer» 24-26 июня 2010 года, Ванкувер, Канада; MASCC/ISOO 2011 International Symposium «Supportive Care in Cancer» 23-25 июня 2011 года, Афины, Греция; MASCC/ISOO 2012 International Symposium «Supportive Care in Cancer» 28-30 июня 2012 года, Нью-Йорк, США; VII Международной конференции «Актуальные аспекты экстракорпорального очищения крови в интенсивной терапии» 27-28 мая 2010 года, Москва, Россия; II Всероссийской научной конференции с международным участием «Наноонкология» 26-28 сентября 2010 года, Тюмень; III Всероссийской научной конференции с международным участием «Наноонкология» 6-7 октября 2011 года, Саратов; X Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Отечественные противоопухолевые препараты» 22-23 марта 2011 года, Москва; XI Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Отечественные противоопухолевые препараты (экспериментальная онкология)» 31 мая - 1 июня 2012 года, Нижний Новгород.
Апробация работы состоялась 8 июня 2012 года на совместной конференции с участием лаборатории экспериментальной диагностики и биотерапии опухолей, лаборатории клеточного иммунитета, лаборатории комбинированной терапии опухолей, лаборатории фармакологии и токсикологии НИИ ЭДиТО ФГБУ «РОНЦ им. Н.Н. Блохина» РАМН, отделения реанимации и интенсивной терапии № 2, торакального отделения и отделения экспериментальной терапии НИИ КО ФГБУ «РОНЦ им. Н.Н. Блохина» РАМН.
Публикации
По теме диссертации опубликовано 56 печатных работ, в том числе 32 статьи в журналах, рекомендованных ВАК РФ; 7 патентов, 5 глав в монографиях и 12 тезисов докладов.
Структура и объем работы
